專利名稱：具有低耗能模式的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種呈現(xiàn)與輔助裝置相關(guān)聯(lián)的圖像的顯示裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的液晶顯示器(LCD)通常利用多個(gè)冷陰極熒光燈以利用白光對(duì)LCD面板進(jìn)行背光(kicklight)。IXD前端面板具有一系列被進(jìn)一步劃分為紅色、綠色，和藍(lán)色(R，G，B) 子像素的像素，其中每個(gè)子像素配備有對(duì)應(yīng)的濾色器。在顯示器上呈現(xiàn)圖像期間，IXD的通常操作要使每個(gè)燈在示出每個(gè)視頻幀期間進(jìn)行照射。在大的液晶顯示器作為消費(fèi)者主要的顯示裝置而在消費(fèi)者中變得更普遍的情況下，這樣的顯示器有可能變?yōu)橄M(fèi)者家庭中的一個(gè)更明顯且突出的特征。另一方面，音頻產(chǎn)業(yè)已經(jīng)持續(xù)地使得諸如無(wú)線電裝置、MP3播放器和iPOD之類的音頻裝置更小、更便于攜帶并且在技術(shù)上更強(qiáng)大。鑒于這種裝置的便攜性質(zhì)和/或在技術(shù)上的能力，這些裝置能夠變得與可能也包括諸如LCD之類的顯示裝置的其它裝置進(jìn)行更多的交互。鑒于以上，設(shè)想到存在一種對(duì)于IXD顯示器的未來(lái)需求，所述IXD顯示器不僅基本上以與當(dāng)今的LCD相同的方式來(lái)操作，而且當(dāng)輔助設(shè)備耦接到LCD并且當(dāng)消費(fèi)者希望通過(guò) LCD顯示器來(lái)利用或者體驗(yàn)該輔助設(shè)備時(shí)，該LCD顯示器還可以在節(jié)能模式中操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種顯示系統(tǒng)，在諸如無(wú)線電裝置、音頻音樂(lè)播放器等之類的輔助裝置耦接到該顯示系統(tǒng)時(shí)，該顯示系統(tǒng)在顯示與輔助裝置相關(guān)聯(lián)的和/或由輔助裝置產(chǎn)生的圖像標(biāo)題的同時(shí)減少功耗。該顯示系統(tǒng)包括具有光間的前端組件和多個(gè)背光器件，其中顯示器操作在全屏幕視頻顯示模式和部分屏幕節(jié)能輔助模式中。在全屏幕視頻顯示模式中，激活或者開啟所述背光器件，而在部分屏幕節(jié)能輔助模式中，不激活或者開啟至少一個(gè)背光器件。在輔助模式下，光間可以控制輝度或者光間與背光器件一起控制輝度。在輔助模式中，可以經(jīng)由使能的輸入端或者數(shù)字總線系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)背光器件。通過(guò)包含以下步驟的方法來(lái)操作顯示器選擇使視頻幀具有部分屏幕內(nèi)容的輔助模式并且在視頻幀期間激活比所有的背光元件要少的背光元件。該方法包括以輔助模式呈現(xiàn)標(biāo)題并且可以進(jìn)一步包括將輔助裝置耦接到顯示器以呈現(xiàn)標(biāo)題。該輔助裝置可以是無(wú)線電裝置或機(jī)頂盒并且可以顯示來(lái)自無(wú)線電裝置或機(jī)頂盒的信息或者娛樂(lè)標(biāo)題。


圖IA是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器(IXD)在全屏幕視頻顯示模式中操作時(shí)，該顯示器的正視圖。圖IB是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器(LCD)在部分屏幕視頻顯示模式中操作時(shí)，該顯示器的正視圖。圖2A是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器(IXD)在全屏幕視頻顯示模式中操作時(shí)，該顯示器的剖面圖。圖2B是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器(LCD)在部分屏幕視頻顯示模式中操作時(shí)，該顯示器的剖面圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示器的燈和驅(qū)動(dòng)器布置。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的顯示器的另一燈和驅(qū)動(dòng)器布置。
具體實(shí)施例方式圖IA和IB是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器(IXD) 10的正視圖。圖IA和IB示出該顯示器被設(shè)計(jì)為在兩種分離模式下操作。圖IA是當(dāng)顯示器10在全屏幕視頻顯示模式下操作時(shí)，顯示器10的示例，而圖IB是在輔助顯示模式下操作顯示器10的示例，該輔助顯示模式可以被描述為部分屏幕視頻顯示模式、節(jié)能模式或者標(biāo)題模式(banner mode)。更具體地，圖IA的全視頻顯示模式是其中顯示器準(zhǔn)備好從一幀到下一幀遍及整個(gè)屏幕而展示彩色圖像的模式。在此，全視頻顯示模式可以是典型的電視廣播的呈現(xiàn)。圖2A是在全屏幕視頻顯示模式期間液晶顯示器10的剖面圖。圖2A是沿著圖IA 中橫截面I-I的剖面圖。圖2A示出在全屏幕視頻顯示模式中的任何視頻幀期間，背光燈12 的每一個(gè)點(diǎn)亮某個(gè)時(shí)間段。背光燈被標(biāo)記為燈a到燈k并且在每個(gè)視頻幀期間，這些燈朝向液晶前端11照射背光13。背光燈12可以是與水平軸X平行定向的圓柱形的燈。前端 11包括用作對(duì)背光13進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p的光閘(light shutter)或者光閥的各個(gè)液晶單元 (未示出)使得僅僅想要的可見圖像光14，15在遠(yuǎn)離前端11傳播時(shí)(優(yōu)選地平均起來(lái)平行于Z軸，并且一般朝向觀看者)被觀看者觀察到。在當(dāng)前的示例中，僅僅來(lái)自燈b的圖像光 14和來(lái)自燈g的圖像光15被示為用于圖IA中所示的特定的視圖幀，這是因?yàn)闊鬮和燈g 附近的范圍中的液晶像素分別正在允許背光13通過(guò)液晶單元并朝向觀看者傳播。具體地， 圖IA中的視頻幀包括照亮的矩形31、照亮的三角形32，和照亮的環(huán)形33的呈現(xiàn)。在本示例中，照亮的環(huán)形33具有暗的或者黑色的中心。陰影區(qū)域30代表其中液晶單元正在進(jìn)行操作以衰減入射到它們上的背光的黑色區(qū)。如上所述，圖IB是操作在輔助模式中的顯示器10的示例。當(dāng)顯示器耦接到諸如無(wú)線電裝置、音頻音樂(lè)播放器、機(jī)頂盒等之類的輔助裝置時(shí)，可以利用該輔助模式。該輔助模式還可以被稱為音頻、無(wú)線電或者信息模式。事實(shí)上，顯示器可以適配為使得可以在經(jīng)由媒體流傳輸器(media streamer)、局域網(wǎng)、音頻裝置，或者諸如iPOD之類的便攜式媒體播放器通過(guò)遠(yuǎn)程命令進(jìn)行外部裝置的請(qǐng)求時(shí)，將該顯示器切換到輔助模式。在輔助模式下，將要關(guān)閉未使用區(qū)域的燈。本發(fā)明匹配其中僅僅使用標(biāo)題類型顯示器的所有應(yīng)用。在此，可以通過(guò)增加燈以及它們匹配的電源的效率來(lái)節(jié)能。該模式對(duì)于涉及收聽無(wú)線電臺(tái)或者通過(guò)服務(wù)器的音頻輸入的音頻模式尤其有益?？梢栽谛〉膮^(qū)域或者文本框中顯示包含無(wú)線電數(shù)據(jù)的標(biāo)題20。所顯示的信息可以是無(wú)線電臺(tái)、字幕(title)、音樂(lè)家的姓名或者播放長(zhǎng)度。在本示例中，在每個(gè)幀期間，僅僅一個(gè)燈亮。圖2B是沿著橫截面I-I的、圖IB所示的同一液晶顯示器(IXD) 10的剖面圖，并且優(yōu)選地，在顯示器耦接到輔助裝置并且不需要或者不期望全屏幕的視頻呈現(xiàn)時(shí)，其中顯示器在第二模式中(即輔助模式中)操作。在此，圖2B示出在每個(gè)視頻幀期間，僅僅有限數(shù)目的燈發(fā)射背光13。在該特定情形下，在每個(gè)視頻幀期間，僅僅燈d朝向液晶前端11照射與可見標(biāo)題光16對(duì)應(yīng)的背光13。因?yàn)閿?shù)字衛(wèi)星頻道(其傳送音頻文件)、因特網(wǎng)-無(wú)線電、以及數(shù)字音頻廣播 (DAB)或者與所謂的媒體流傳輸器(其可以被包括在TV接收機(jī)中并且可以很好地適合于標(biāo)題模式的操作)的連接的增長(zhǎng)，本發(fā)明尤其有用。利用本發(fā)明，可以節(jié)約可觀的能量。一個(gè)示例性量測(cè)表明，在操作沈英寸LCD屏幕顯示器時(shí)總消耗125瓦特中的85W用于背光。當(dāng)顯示器在標(biāo)題模式中操作時(shí)，可以節(jié)約發(fā)光能量的80-90%。在標(biāo)題模式期間，可以節(jié)約大量能量。減少的可能高達(dá)100W。標(biāo)題模式的另一可能性可以是可能與機(jī)頂盒結(jié)合(tie to)的諸如天氣或者公共廣播警報(bào)之類的、源自信息流的信息，或者在常規(guī)的電視機(jī)沒(méi)有進(jìn)行操作以及機(jī)頂盒等處于待機(jī)模式中時(shí)、可以以標(biāo)題模式顯示的簡(jiǎn)單的可編程信息?？商鎿Q地，可以以標(biāo)題模式顯示具有頻道信息或者時(shí)間的占位符(place-holder)。應(yīng)指出，盡管僅僅示出了燈a到燈k，但根據(jù)本發(fā)明的顯示器可以包括或更多或更少的燈，并且此外來(lái)自不止一個(gè)燈的背光13可以入射到任何一個(gè)液晶單元上?？梢岳每赡茉诟髯阅孀兤?inverter)上按對(duì)方式(串聯(lián))運(yùn)行的4_30個(gè)熒光燈來(lái)構(gòu)建背光。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的燈和驅(qū)動(dòng)器布置。在該布置中，在背光控制器37發(fā)信號(hào)給標(biāo)記為1，....，η的逆變器36以驅(qū)動(dòng)背光燈12時(shí)，逆變器通過(guò)電連接38驅(qū)動(dòng)背光燈 12，其中對(duì)于該特定的示例，一個(gè)逆變器為兩個(gè)燈服務(wù)。使兩個(gè)燈串聯(lián)減少了逆變器的數(shù)目的需要。然而，每個(gè)燈可以使其自身被反轉(zhuǎn)(invert)。電源39通過(guò)電導(dǎo)線41向逆變器36 提供電功率以驅(qū)動(dòng)背光燈。圖3示出了從背光燈12接收光的屏幕35。在每一幀期間，當(dāng)顯示器10處于全屏幕視頻顯示模式時(shí)，每個(gè)背光燈12被激活，而在部分屏幕視頻顯示模式或者標(biāo)題模式中時(shí)，僅僅來(lái)自相關(guān)區(qū)域的背光燈是活動(dòng)的。在本實(shí)施例中，在一幀期間，背光燈旨在操作于恒定強(qiáng)度，并且顯示器的亮度被前端中的光閥或者液晶單元衰減。在本實(shí)施例中，經(jīng)由圖3中的符號(hào)ENA所示的使能輸入端單獨(dú)地開啟和關(guān)閉逆變器。圖4示出了可替換實(shí)施例，其中經(jīng)由模擬控制信號(hào)或者諸如I2C總線之類的數(shù)字總線系統(tǒng)來(lái)單獨(dú)地控制背光。在該布置中，在微處理器背光控制器42通過(guò)電總線43發(fā)信號(hào)(在圖4中由CNT代表)給標(biāo)記為1，...，η的逆變器36以驅(qū)動(dòng)背光燈12時(shí)，逆變器通過(guò)電連接38驅(qū)動(dòng)背光燈12。電源39通過(guò)電導(dǎo)線41向逆變器36提供電功率以驅(qū)動(dòng)背光燈。圖4還示出了從背光燈12接收光的屏幕35。在每一幀期間，當(dāng)顯示器10處于全屏幕視頻顯示模式中時(shí)，每個(gè)背光燈12被激活，而在部分屏幕視頻顯示模式或者標(biāo)題模式中時(shí)， 僅僅來(lái)自相關(guān)區(qū)域的背光燈是活動(dòng)的。在本實(shí)施例中，背光的強(qiáng)度是可變的使得當(dāng)一幀需要較大強(qiáng)度時(shí)，驅(qū)動(dòng)背光產(chǎn)生較多的光，而當(dāng)一幀需要較小的強(qiáng)度時(shí)，驅(qū)動(dòng)背光產(chǎn)生較少的光。換言之，運(yùn)行背光燈12以部分地使光暗淡(dim)或者對(duì)光進(jìn)行衰減。在本實(shí)施例中， 重要地是指出，光間或者液晶單元仍然對(duì)光進(jìn)行衰減以便逐個(gè)像素地適當(dāng)?shù)乜刂凭植苛炼炔⑶铱刂平o定像素內(nèi)的各個(gè)帶顏色的子像素之間所需的輝度(luminance)差。在該當(dāng)前實(shí)施例中，在標(biāo)題模式中實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能。應(yīng)指出，在本實(shí)施例中，存在節(jié)能的進(jìn)一步的可能， 這在于如果在顯示屏幕的小的區(qū)域中示出標(biāo)題，同時(shí)顯示器的剩余部分是黑色區(qū)，則標(biāo)題和顯示器的其余部分之間存在顯著的感覺到的對(duì)比度；同樣，可以以比在存在周圍的帶顏色區(qū)的情況下更低的輝度來(lái)運(yùn)行標(biāo)題，這是因?yàn)閷?duì)比度和/或觀察者眼睛對(duì)黑暗視圖的調(diào)節(jié)。應(yīng)指出，本發(fā)明可以包括在所有實(shí)施例中使得通過(guò)僅僅兩個(gè)或者更多這樣的標(biāo)題的各自的背光燈和/或多個(gè)背光燈的點(diǎn)亮而顯示所述兩個(gè)或者更多這樣的標(biāo)題。此外， 兩個(gè)或更多標(biāo)題可以與一個(gè)輔助裝置或者兩個(gè)或更多輔助裝置相關(guān)聯(lián)。本發(fā)明還可應(yīng)用于其中發(fā)光二極管(LED)或者場(chǎng)發(fā)射器件向液晶前端或者其它光閘/光閥前端提供背光的顯示器。為防止在標(biāo)題模式下，被有限照射的顯示區(qū)域中發(fā)光器件的不均勻的老化，可以可編程地控制標(biāo)題以便在屏幕各處逐漸移動(dòng)。這種改變可以是逐漸的上下運(yùn)動(dòng)或者是隨機(jī)的重新定位(repositioning)。此外，在標(biāo)題模式期間，為了光均勻性的目的，可以激活不止一個(gè)背光。關(guān)于光均勻性，重要的是指出，在全視頻顯示模式的操作期間，在操作LCD顯示器中的所有背光燈時(shí)存在顯著的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于使用所有的燈提供并且確保了光均勻性而另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于操作所有的燈確保了所有的燈同等地老化。盡管每個(gè)示例示出背光12延伸跨越整個(gè)屏幕，但本發(fā)明還包括以下示例其中存在沿水平線端到端排列的多個(gè)背光12。同樣，示例包括標(biāo)題模式下的情況，其中不是激活給定水平線中的所有的背光燈12。在標(biāo)題不需要延伸跨越屏幕的情形下，這尤其有益。盡管在此參照具體實(shí)施例說(shuō)明并且描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不旨在限于所示的細(xì)節(jié)。而是，可以在權(quán)利要求的等效范圍和界限內(nèi)并且不脫離本發(fā)明的情況下，對(duì)細(xì)節(jié)方面進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種顯示器，包括 具有光閘的前端組件；以及多個(gè)背光器件，在全屏幕視頻顯示模式中的幀期間激活所述背光器件，而在輔助模式中不激活至少一個(gè)背光器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其中所述光閘在輔助模式中控制輝度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器，其中在輔助模式中背光強(qiáng)度衰減以部分控制輝度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其中逆變器驅(qū)動(dòng)背光器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的顯示器，其中經(jīng)由使能輸入端單獨(dú)地啟動(dòng)和關(guān)閉逆變器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的顯示器，其中通過(guò)模擬控制信號(hào)控制逆變器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的顯示器，其中通過(guò)數(shù)字總線系統(tǒng)控制逆變器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其中輔助模式是音頻模式、無(wú)線電模式或者信息模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其中由外部裝置請(qǐng)求所述輔助模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其中顯示器適配為經(jīng)由媒體流傳輸器、局域網(wǎng)、音頻裝置，或者便攜式媒體播放器通過(guò)遠(yuǎn)程命令而切換到輔助模式。
11.一種顯示器，包括 光閘的陣列；用于對(duì)所述陣列進(jìn)行背光的多個(gè)器件；所述顯示器具有第一操作模式，在第一操作模式期間，開啟所有的所述器件以便向所述陣列的全部提供背光；以及所述顯示器具有第二操作模式，在第二操作模式期間，開啟所述器件中的至少一個(gè)以便向所述陣列的一部分提供所述背光并且不開啟所述器件中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的顯示器，其中在所述第二操作模式期間，在不同時(shí)間開啟所述器件中的不同的器件。
13.一種方法，包括以下步驟確定到顯示器的輸入信號(hào)需要全屏幕顯示模式還是部分屏幕顯示模式； 在所述全屏幕顯示模式期間，對(duì)所述屏幕的全部進(jìn)行背光；以及， 在所述部分屏幕顯示模式期間，僅僅對(duì)所述屏幕的一部分進(jìn)行背光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括步驟在僅僅對(duì)所述屏幕的所述部分進(jìn)行背光的所述步驟期間，以標(biāo)題格式顯示信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，包括步驟 將輔助裝置耦接到顯示器；以及在僅僅對(duì)部分進(jìn)行背光的步驟期間，在顯示器的屏幕上顯示輔助裝置的標(biāo)題。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，包括步驟 將無(wú)線電裝置或者機(jī)頂盒耦接到顯示器；以及分別呈現(xiàn)來(lái)自無(wú)線電裝置或者機(jī)頂盒的信息標(biāo)題。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，包括步驟 將音頻裝置耦接到顯示器；以及呈現(xiàn)來(lái)自音頻裝置的信息標(biāo)題。
全文摘要
一種顯示器，包括具有光閘的前端組件(11)和多個(gè)背光器件(a-k)，其中顯示器在全屏幕視頻顯示模式和部分屏幕節(jié)能輔助模式中操作。在全屏幕視頻顯示模式中，激活背光器件，而在部分屏幕節(jié)能輔助模式中不激活至少一個(gè)背光器件。在輔助模式中，光閘可以控制輝度或者光閘連同衰減背光器件來(lái)控制輝度。在輔助模式中，經(jīng)由使能的輸入端、數(shù)字總線系統(tǒng)，或者模擬控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)背光器件。
文檔編號(hào)G09G3/34GK102301411SQ200980155691
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2009年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者W. 凱勒 A. 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司